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分団活動報告

前橋分団
報告日:2021年11月21日

ドローンをスクラッチでプログラムして飛ばそう

活動詳細

活動日・期間 2021年11月13日 13:00-16:00
活動場所 群馬県 前橋市児童文化センター
参加者 総数:13名
 ・団員: 8名
 ・他分団員・本部所属団員: 1名
 ・体験入団者: 1名
 ・指導員: 3名
 ・保護者・その他: 0名
参加層(活動対象) 小学生 、 中学生 、 高校生
望ましい経験年数 特になし
活動総額 100,000円
活動形態 日帰り
食材・食品の取り扱い なし

活動分野・内容

活動分野 コンピュータ関連
活動内容 実験 、 座学・学習

活動の流れ

13:00-13:10 出席確認、挨拶 10分
13:10-13:15 座学1 5分
13:15-13:30 簡易竹トンボ工作 15分(作って飛ばす)
13:30-13:40 座学2 10分
13:40―13:50 動画 5分+2分(火星のインジェニティー)
13:50-14:00 休憩 10分 
14:00―14:10 「ドローン・プログラミング」手順説明10分
スクラッチの拡張機能、node.jsの起動、2画面並べて表示などを説明し、ドローンとラズベリーパイをwifiで接続し簡単なフライトまでの手順を実演して見せる。

「ドローン・プログラミング」実習
14:20-14:40 座学から実習用に、テーブルを並べ替えて、各自のラズベリーパイを準備、起動する。ドローンは5台なので、5チームに分かれる。(2人で1台)
14:40-15:00 各ソフトの起動、接続などの準備を行う
最初は、離陸⇒10秒(ホバリング)⇒着陸 の簡単なプログラムを作る。
動作確認の意味を含め、全チームがリーダーの指示に合わせて一斉に飛ばして見る。全機飛ぶか? 離着陸の位置、ホバリング中の挙動(動かないか?)などを確認する。
15:00―15:55 試行錯誤タイム、自由に飛ばしたて見た後、椅子を4つ置いて周りを飛ぶプログラムを作って飛ばしてみる。
15:55-16:00 終わりの挨拶と次回の連絡
16:00―16:30 後片づけ・撤収/リーダー

活動の留意点・安全対策

参加者10名程度、全員にラズベリーパイが有ると想定

座学の延長で、node.jsからスクラッチ2と拡張機能の追加方法を説明し、実際に行ってみる。拡張機能が追加されたら、簡単なプログラムを書いてみる
電源の入れ方、切り方、バッテリー交換、ステータスインジケータ、ここまでは個人作業、ドローンはまだ渡さない

実際飛ばす段階で、グループに分かれる。2人×5チーム、
安全に対する配慮を再確認。水ロケットと同様に保護メガネをかける。

スピード設定は変えない。(SPEEDコマンドは使わない、速くしない)
SSIDのみで接続するドローンを区別するので、Wi-Fi接続の際は十分注意する。
ドローンにSSIDの番号6桁を書いて貼っておき確認する。

電源を入れる時は、突然飛び上がる事も想定する。
最初に飛ばす時は離陸、ホバリング、着陸のみ、離着陸でどの程度ずれるか個体の癖(誤差)を確認する。
周囲に風が起こると流されるので、なるべく動き回らない。

万一、制御不能となり、他チームの領域に入りそうな時は撃墜する(優しく)捕獲用に虫取り網を用意する。(使用しなかった)
ドローンは傾きが大きくなると、安全装置が働きモーターが停止、墜落する。
着陸または墜落した場合、直ぐに電源を切る。

役割を交代して、プログラムを書き換えて飛ばして見る。(試行錯誤)
椅子を置いて(椅子の間隔をメジャーで測ってから)、プログラムで周回させてみる。

活動使用教材

Raspberry Pi /Scratch2、DJI社のトイドローンTello EDU(5セット)
『大まかな手順』
Step1:Scratch2でプログラムを作る(必ずtelloの電源は切っておく)
Step2:Wifiでラズパイと【自分の】telloをつなぐ、ここでtelloの電源を入れる。他のはダメ!
Step3:nodejsでラズパイとtelloをつなぐ(双方向で通信okを確認する)
Step4:Scratch2のプログラムでtelloを飛ばす!
Step5:着陸または墜落したら、 telloの電源を切る!wifiが切れる。 telloを冷ます!
Step6:nodejsを止める(キーボードのctrlキーを押しながら、cを押す)
<<次の人に交代する>>
Step1に戻って、Scratch2でプログラムを作る(telloの電源は切れている)この繰り返し

活動アイディア&材料集めの情報・ヒント

プログラミング用の教材として準備した、ラズベリーパイの有効な利用方法として、トイドローン(Tello)のプログラムによるフライトを考案した。
今年1月にEDU版では無い、普通のTelloを1台購入、実際にどの様にしてパソコンとドローンを組み合わせて飛ばす事が出来るのかを調査し、リーダーの打ち合わせにて実演、2021年度の活動予定に組み込み、分団としてTello EDU(5セット)を購入した。
参考文献は「Scratchでトイドローンをプログラミングして飛ばそう」
分団でラズベリーパイを所有しているので、iPadなどの専用アプリを使ったプログラミングではない方法を用いている。

参加者からの主な感想

1.楽しかったこと、2.気づいたこと、3.難しかったこと、4.要望事項の順です。

自分が組んだプログラムでドローンが思った通りに動いた事
難しかったことは、コンピューターを使ってプログラムするから正確に動くと思ったけど、ドローンの動きでも誤差があるということ、誤差が出るということを考えながらプログラムすること、障害物があったら右に曲がるなどのように、もう少し複雑なプログラムを組んでみたい

プログラミングしてドローンを飛ばすのは楽しかったです。
途中で課題が提供されたのは目的ができて非常に面白いと思いました。
プログラミングの説明で、Scratchの実際の写真を出して貰えるとわかりやすい、もしくはやりながら教えてくれるとわかりやすいと感じました。
最後、課題を自分の力で成功させた時、達成感を感じました。この達成感は、学校で味わうものとは違う喜びだった。また、課題解決能力も上がると考えました。楽しい企画をありがとうございました。

本人に感想を聞いてみたところ、難しい話が長いと感じたけれど、出来たときは最高に嬉しかったとの事でした。プログラミングにとても興味を持ったようで、活動の後に「僕は将来プログラミングに関係する仕事に就きたい」と言っていました。

・楽しかったことは、プログラミング通りにドローンが飛んだこと
・難しかったことは、ドローンを飛ばすまでのパソコンでの準備
・カメラ付きのドローンで撮影した映像をみてみたい
・ドローンで障害物レースをしてみたい

活動に関する反省点・改善点

理解する必要のある内容が多く、本来なら2回以上の活動に分けるところだが、初の試みでもあるので、1回にまとめている。その為、探査機をイメージした飛行の課題も考えたが、初回の目標はソフトウエアの設定などの手順を正確に行い、プログラムの指示でドローンを飛ばす事としている。次はプログラミングに重点を置きたい。仮想的な事では無く、プログラムで実物を実際に動かして見る事に重点を置いているので、通信や接続の仕組みも体験出来る様にした。さらに、4月に飛行機(固定翼)を行ったので、今回はヘリコプター(回転翼)の仕組みを、簡易竹とんぼを作って飛ばす所から入り、ドローンがホバリング出来る事の凄さを実体験している。
尚、この内容は、館林分団の増田が担当・記載しています。

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分団情報

  • 前橋分団
  • 分団の写真
  • 組織長(分団長など)
    粂井 貴志
  • 結団日
    2015年10月25日
  • 主な活動地域
    市内公民館、文化センター
  • 主な活動施設
    元総社公民館
  • 主な活動日
    月1回、主に週末(年に10回ほど)
  • PR
    星空、宇宙、科学、メカ、自然…
    難しいことはよくわからないけど、なんだか好き。
    どんなに小さな好奇心でも、未来を開くカギになる。
    私たちYAC前橋分団「やっくま」は、
    宇宙をきっかけに、子どもたちの夢や希望を
    より大きなものにしていきたいと考えています。
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